第19講 《原電池原理及其應(yīng)用》

1、高考化學復(fù)習第高考化學復(fù)習第1919講講 原電池原理及其應(yīng)用原電池原理及其應(yīng)用 羅定中學羅定中學高三化學備課組高三化學備課組1.掌握原電池的形成條件，理解原電掌握原電池的形成條件，理解原電池的工作原理；池的工作原理；2.能夠正確地判斷原電池的兩極，能能夠正確地判斷原電池的兩極，能夠正確地書寫電極反應(yīng)及總反應(yīng)夠正確地書寫電極反應(yīng)及總反應(yīng);3.了解常見化學電源的種類及特點，了解常見化學電源的種類及特點，能夠認識和書寫幾種新型電池的電極能夠認識和書寫幾種新型電池的電極及電極反應(yīng)。及電極反應(yīng)。.了解金屬的腐蝕及防護的方法。了解金屬的腐蝕及防護的方法。 原電池以原電池以氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)，使

2、為基礎(chǔ)，使氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)和和還原反應(yīng)還原反應(yīng)分別在分別在兩個電極兩個電極上進行，從而上進行，從而產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流，實現(xiàn)實現(xiàn)化學能化學能向向電能電能轉(zhuǎn)化的裝置。轉(zhuǎn)化的裝置。將化學能轉(zhuǎn)化成電能的將化學能轉(zhuǎn)化成電能的叫做原電池叫做原電池. 一、原電池一、原電池1、原電池概念、原電池概念: 從理論上說，任何一個從理論上說，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計成原電池。均可設(shè)計成原電池。2 2、構(gòu)成原電池的條件、構(gòu)成原電池的條件(4)形成閉合回路形成閉合回路。（兩電極用導(dǎo)線連接（兩電極用導(dǎo)線連接，或接觸。）或接觸。）（1）能自發(fā)地發(fā)生的氧化還原反應(yīng)能自發(fā)地發(fā)生的氧化還原反應(yīng)： 電極和電

3、解質(zhì)溶液電極和電解質(zhì)溶液 兩電極上分別有還原劑和氧化劑（燃料電池）兩電極上分別有還原劑和氧化劑（燃料電池）（2）電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液： 參與電極反應(yīng)或構(gòu)成內(nèi)電路參與電極反應(yīng)或構(gòu)成內(nèi)電路（3）兩導(dǎo)體作電極兩導(dǎo)體作電極： 活動性不同的金屬（或一種金屬和一種非金屬導(dǎo)活動性不同的金屬（或一種金屬和一種非金屬導(dǎo) 體石墨），與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的活潑金屬為負極。體石墨），與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的活潑金屬為負極。 兩不活潑的導(dǎo)體石墨或兩不活潑的導(dǎo)體石墨或Pt等。（燃料電池電極）等。（燃料電池電極）例例1：下列哪幾個裝置能形成原電池？：下列哪幾個裝置能形成原電池？ABCDEFMNCuFeNaCl溶溶液液CuFeH2SO

4、4CuZnH2SO4CuFeNaCl溶液溶液CuZn酒酒精精CuZnH2SO4H2SO4nZnZ4OS2H想一想：想一想：是不是所有的化學反應(yīng)均可設(shè)計成是不是所有的化學反應(yīng)均可設(shè)計成原電池反應(yīng)？原電池反應(yīng)？思考：思考：下列哪些反應(yīng)可能成為原電池反下列哪些反應(yīng)可能成為原電池反應(yīng)？應(yīng)？、MnO2 +4HCl = MnCl2 + Cl2+ 2H2O2、2CH3OH + 3O2 = 2CO2+ 4H2O3、2NH4HSO4 + 2NaOH = (NH4)2SO4 + Na2SO4+ 2H2O為什么為什么?原電池反應(yīng)的基礎(chǔ)是氧化還原反應(yīng)，故從理論原電池反應(yīng)的基礎(chǔ)是氧化還原反應(yīng)，故從理論上說任何一個自發(fā)進

5、行的氧化還原反應(yīng)因都會上說任何一個自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)因都會有電子轉(zhuǎn)移的存在，都可能成為原電池反應(yīng)有電子轉(zhuǎn)移的存在，都可能成為原電池反應(yīng)ZnZn2e2e=Zn=Zn2+2+2H2H+ +2e+2e=H=H2 2 還原反應(yīng)還原反應(yīng)失去電子失去電子溶液中氧化性的溶液中氧化性的微粒得到電子微粒得到電子3 3、原電池工作原理、原電池工作原理較活潑金屬較活潑金屬不活潑金屬或石墨不活潑金屬或石墨ZnZn2+2+H H+ +H H+ + e-e-SOSO4 42-2- 溶液中，溶液中， 從負極定向移動到正極，從負極定向移動到正極， 從從正極定向移動到負極，形成閉合回路。正極定向移動到負極，形成閉合回路。

6、H2SOSO4 42-2-CuCuZnZn陽離子陰離子知識掃描知識掃描CuCuZnZn 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)CuCuZnZnCuCuZnZnCuCuZnZnCuCuZnZn氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)Zn-2e=Zn2+ 銅鋅原電池銅鋅原電池電解質(zhì)電解質(zhì)溶液溶液鹽橋鹽橋失失e，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)Cu2+2e- =Cu陰離子陰離子陽離子陽離子總反應(yīng)：總反應(yīng)：負極負極正極正極 Cu2+2e- =CuZn-2e- =Zn2+Zn+Cu2+=Zn2+CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu(離子方程式）離子方程式）（化學方程式）（化學方程式）電極反應(yīng)電極反應(yīng)正極：正極：負極：

7、負極：（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）陽離子陽離子外電路外電路內(nèi)電路內(nèi)電路 例例2 2: :（雙選）（雙選）在盛有稀在盛有稀H H2 2SOSO4 4的燒杯中放入用導(dǎo)線連的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片，下列敘述正確的是（接的鋅片和銅片，下列敘述正確的是（ ）A.A. 正極附近的正極附近的SOSO4 422離子濃度逐漸增大離子濃度逐漸增大B. B. 電子通過導(dǎo)線由銅片流向鋅片電子通過導(dǎo)線由銅片流向鋅片C. C. 正極有正極有O O2 2逸出逸出D. D. 銅片上有銅片上有H H2 2逸出逸出E E銅是陽極，銅片上有氣泡產(chǎn)生銅是陽極，銅片上有氣泡產(chǎn)生F F銅片質(zhì)量逐漸減少銅片質(zhì)

8、量逐漸減少G G電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片H H氫離子在銅片表面被還原氫離子在銅片表面被還原CuCuZnZn稀硫酸稀硫酸 D D H H4 4、正負極的判斷方法：、正負極的判斷方法：活潑性活潑性強強的的金屬金屬 作作 負負極極活潑性較活潑性較弱弱的金屬或非金屬的金屬或非金屬作作正正極極電子流出電子流出的一極為的一極為負負極極, ,電子流進電子流進的一極為的一極為正正極極電流電流是由是由正正極流向極流向負負極極 發(fā)生發(fā)生氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)的一極為的一極為負負極極, ,發(fā)生發(fā)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)的的一極為一極為正正極極質(zhì)量質(zhì)量減輕減輕的一極為的一極為負負極極, ,質(zhì)量質(zhì)量增加增加

9、或有或有氣泡冒出氣泡冒出的一極為的一極為正正極極陽陽離子移向離子移向正正極，極，陰陰離子移向離子移向負負極極例例3 3：判斷右邊原電池的正、負判斷右邊原電池的正、負極，極，并寫出電極反應(yīng)式并寫出電極反應(yīng)式。AFeClFeCl3 3溶液溶液負極：負極：Cu -2e Cu 2+ 正極：正極：2Fe3+ +2e -2Fe2+Cu CMg AlA稀硫酸溶液稀硫酸溶液NaOHNaOH溶溶液液（稀硫酸）（稀硫酸） 負極負極: Mg -2e-Mg2+ 正極：正極：2H+2e-H2（NaOH溶液）溶液） 負極：負極：2Al+8OH- -6e- 2Al(OH)4- 正極：正極：6H2O+6e- 3H2+6OH-

10、1.1.某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負極，此金屬是鋅組成原電池時，鋅為負極，此金屬是( )( )A.Mg B.Fe C.Al D.CuA.Mg B.Fe C.Al D.Cu2.2.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時，電解質(zhì)由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時，電解質(zhì)溶液的溶液的 pH( )pH( )A.A.不變不變 B B先變大后變小先變大后變小 C C逐漸變大逐漸變大 D.D.逐漸變小逐漸變小C課堂練習：課堂練習：稀硫酸稀硫酸CFeACuZn硫酸銅溶液硫酸銅溶液食鹽水食鹽水FeCA負極：負極：Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn

11、2+2+正極：正極：CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu總：總：Zn+ CuZn+ Cu2+2+ ZnZn2+2+Cu+Cu負極：負極： Fe - 2eFe - 2e- - = Fe= Fe2+2+正極：正極： 2H2H+ + + 2e+ 2e- - = H = H2 2總：總：Fe + 2HFe + 2H+ + = Fe = Fe2+2+ + H + H2 2 負極：負極： 2Fe -4e- = 2Fe2+正極：正極： 2H2O + O2 + 4e- = 4OH-總：總：2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2 5 5、電極反應(yīng)式的書寫、電極反應(yīng)式的書寫負極：負極： 2A

12、l+ 8OH6e- =2Al O2 +4H2O 正極：正極：6H2O + 6 e- = 3H2 + 6OH 總：總：2Al+ 2OH +2H2O =2Al O2 + 3H2 稀 硫 酸負極：負極： Mg 2e- = Mg2+正極：正極： 2H+ + 2e- = H2總：總：Mg +2H+ = Mg 2+ + H2 5 5、電極反應(yīng)式的書寫、電極反應(yīng)式的書寫（）（）鹽橋的作用是什么？鹽橋的作用是什么？使使Cl-向鋅鹽方向移動，向鋅鹽方向移動，K+向銅鹽方向移動，使向銅鹽方向移動，使Zn鹽和鹽和Cu鹽溶液一直保持電中性，鹽溶液一直保持電中性，從而使電子不斷從從而使電子不斷從Zn極流向極流向Cu極。

13、氧化還原反應(yīng)得以繼極。氧化還原反應(yīng)得以繼續(xù)進行。續(xù)進行。 導(dǎo)線的作用是傳遞電子，導(dǎo)線的作用是傳遞電子，溝通外電路。溝通外電路。而鹽橋的作用而鹽橋的作用則是溝通內(nèi)電路。則是溝通內(nèi)電路。用鹽橋鏈接內(nèi)電路的原電池用鹽橋鏈接內(nèi)電路的原電池（）鹽橋中裝有飽和的（）鹽橋中裝有飽和的KCl溶液和瓊脂制成的溶液和瓊脂制成的膠凍，膠凍的作用是防止管中溶液流出膠凍，膠凍的作用是防止管中溶液流出 鹽橋的作用：鹽橋的作用：（1 1）形成閉合回路。）形成閉合回路。（2）平衡電荷。）平衡電荷。(3)鹽橋連接內(nèi)電路鹽橋連接內(nèi)電路原電池原電池的優(yōu)點：的優(yōu)點：避避免了電極與電解質(zhì)免了電極與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，可以更溶液反應(yīng)，可以更

14、徹底的將反應(yīng)所釋徹底的將反應(yīng)所釋放能量轉(zhuǎn)化為電能放能量轉(zhuǎn)化為電能思考思考 ：左右燒杯內(nèi)的電解質(zhì)溶液換一換是否可：左右燒杯內(nèi)的電解質(zhì)溶液換一換是否可以？為什么？以？為什么？例例4：依據(jù)氧化還原反應(yīng)：依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag(aq)Cu(s) = Cu2(aq)2Ag(s)設(shè)計的原電設(shè)計的原電池如圖所示。池如圖所示。鹽橋鹽橋XYACuSO4溶液溶液電流計電流計Ag請回答下列問題：請回答下列問題：(1)電極電極X的材料是的材料是_；電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液Y是是_；(2)銀電極為電池的銀電極為電池的_極，極，發(fā)生的電極反應(yīng)為發(fā)生的電極反應(yīng)為_X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_；(3)外電路

15、中的電子是從外電路中的電子是從_電極流向電極流向_電極。電極。銅銅(或或Cu)AgNO3溶液溶液正正Age AgCu -2e Cu2負負(Cu)正正(Ag) 燃料電池燃料電池 熔融鹽電池熔融鹽電池 二、化學電源二、化學電源常規(guī)電池常規(guī)電池 一次電池一次電池 二次電池二次電池新型電池新型電池1 1、酸性鋅錳干電池、酸性鋅錳干電池干電池用鋅制桶形外殼作干電池用鋅制桶形外殼作負極，位于中央的頂蓋有負極，位于中央的頂蓋有銅帽的石墨作正極，在石銅帽的石墨作正極，在石墨周圍填充墨周圍填充NHNH4 4ClCl、ZnClZnCl2 2和和淀粉作電解質(zhì)溶液，淀粉作電解質(zhì)溶液，還填還填充充MnOMnO2 2的黑

16、色粉末吸收正極的黑色粉末吸收正極放出的放出的H H2 2，防止產(chǎn)生極化現(xiàn)，防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象。電極總的反應(yīng)式為：象。電極總的反應(yīng)式為：2NH2NH4 4Cl+Zn+2MnOCl+Zn+2MnO2 2=ZnCl=ZnCl2 22NH3+MnMn2 2O O3 3+H+H2 2O O請寫出各電極的電極反應(yīng)。請寫出各電極的電極反應(yīng)。(一一) 一次電池一次電池3：寫出酸性：寫出酸性鋅錳干電池鋅錳干電池的電極反應(yīng)和總化學反的電極反應(yīng)和總化學反應(yīng)方程式。應(yīng)方程式。負極負極_正極正極_總反應(yīng)總反應(yīng)_通常我們可以通過干電池的外觀上的哪些變化判通常我們可以通過干電池的外觀上的哪些變化判斷它已經(jīng)不能正常供電了？斷它

17、已經(jīng)不能正常供電了？_Zn-2e-=Zn2+2MnO2+2NH4+2e-=2NH3+H2OZn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+2NH3 +H2O+Mn2O3鋅筒變軟，電池表面變得不平整鋅筒變軟，電池表面變得不平整課堂練習：課堂練習：負極（鋅筒）：負極（鋅筒）：Zn-2e- + 2OH - =ZnO+H2O正極（石墨）：正極（石墨）：MnO2+ 2e - +2H2O=Mn(OH )2+2 OH 總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn+ MnO2+H2O = Zn O+ Mn(OH)22 2、堿性鋅錳干電池、堿性鋅錳干電池（堿性鋅錳電池見選（堿性鋅錳電池見選4 P75）堿性鋅錳電池的優(yōu)點：堿性鋅錳電池的優(yōu)點

18、： 電流穩(wěn)定，放電容量、時間增大幾倍，電流穩(wěn)定，放電容量、時間增大幾倍，不會氣漲或漏液。不會氣漲或漏液。普通鋅錳干電池普通鋅錳干電池缺點：放電量小，放電過程中易氣漲或漏液缺點：放電量小，放電過程中易氣漲或漏液3 3、鋰電池、鋰電池鋰亞硫酰氯電池鋰亞硫酰氯電池(Li-SOCl(Li-SOCl2 2) )：8Li+3SOCl8Li+3SOCl2 2=6LiCl+Li=6LiCl+Li2 2SOSO3 3+2S+2S負極：負極： ；正極：；正極： 。用途：質(zhì)輕、高能用途：質(zhì)輕、高能( (比能量高比能量高) )、高工作效率、高穩(wěn)定電壓、工、高工作效率、高穩(wěn)定電壓、工作溫度寬、高使用壽命，廣泛應(yīng)用于軍事

19、和航空領(lǐng)域。作溫度寬、高使用壽命，廣泛應(yīng)用于軍事和航空領(lǐng)域。8Li-8e8Li-8e- -=8Li=8Li+ +3SOCl3SOCl2 2+8e+8e- -=6Cl=6Cl- -+SO+SO3 32-2-+2S+2S1、鉛蓄電池、鉛蓄電池電極材料及原料電極材料及原料電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液正極：正極：PbO2 負極：負極：PbH2SO4溶液溶液負極（負極（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O 正極（正極（PbO2）: PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O總反應(yīng)：總反應(yīng)：放電放電-原電池反應(yīng)原電池

20、反應(yīng)( (二二) )二次電池二次電池( (可充電可充電) )2PbSO4(s)+2H2O(l) Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)充電充電-電解池反應(yīng)電解池反應(yīng)PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- (aq) 還原反應(yīng)還原反應(yīng)陰極：陰極：陽極：陽極：PbSO4 (s)+2H2O(l) -2e- = PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42-(aq) 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)接電源負極接電源負極接電源正極接電源正極充電過程總反應(yīng)：充電過程總反應(yīng)：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)鉛蓄電池的充放電過程：鉛蓄電池的充

21、放電過程：放電放電充電充電2 2、銀鋅蓄電池、銀鋅蓄電池 正極殼填充正極殼填充AgAg2 2O O和石墨，負極蓋填充鋅汞合和石墨，負極蓋填充鋅汞合金，電解質(zhì)溶液金，電解質(zhì)溶液KOHKOH。反應(yīng)式為：。反應(yīng)式為：2Ag+Zn(OH)2Ag+Zn(OH)2 2 Zn+Ag Zn+Ag2 2O+HO+H2 2O O 寫出電極反應(yīng)式。寫出電極反應(yīng)式。充電充電放電放電銀銀-鋅蓄電池廣泛用作各種電子儀器的電源，它的鋅蓄電池廣泛用作各種電子儀器的電源，它的充電和放電過程可以表示為：充電和放電過程可以表示為：2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O放電放電充電充電此電池放電時，負極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（此

22、電池放電時，負極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（ ）A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.ZnD電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：負極：負極：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 正極：正極：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-3 3、鎳鎘電池、鎳鎘電池NiO2+Cd+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放放電電充電充電負極材料：負極材料：CdCd；正極材料：正極材料：涂有涂有NiONiO2 2，電解質(zhì)：電解質(zhì)：KOHKOH溶液。溶液。反應(yīng)式如下：反應(yīng)式如下：寫出電極反應(yīng)式。寫出電極反應(yīng)式。 特點：比鉛蓄電池耐用，可密封反復(fù)使用。特點：比鉛蓄電池耐用，可密封反復(fù)使用。 鎳鎘可充電電池可發(fā)生如下

23、反應(yīng)：鎳鎘可充電電池可發(fā)生如下反應(yīng)：Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，該電池的負極材料是由此可知，該電池的負極材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2放電放電充電充電A. Cd （ A ）B. NiO(OH) D. Ni(OH)2C. Cd(OH)2電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：負極：負極：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正極：正極：2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-電解液電解液 H2O2e-2e-氫氣氫氣氧氣氧氣H+ OH-A 負極負極 正極正極O2H2H2O（三）燃料電池：（三）燃料電池：介質(zhì)介質(zhì)電池反應(yīng)：電池反應(yīng)： 2H2 + = 2H2O 酸性酸性負極負

24、極正極正極中性中性負極負極 正極正極堿性堿性負極負極正極正極2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-要充分考慮電極反應(yīng)后產(chǎn)物所處的介質(zhì)要充分考慮電極反應(yīng)后產(chǎn)物所處的介質(zhì)- - 電解質(zhì)環(huán)境，電解質(zhì)環(huán)境， 應(yīng)將電解質(zhì)溶液中參與電極反應(yīng)的粒子寫進電極反應(yīng)式應(yīng)將電解質(zhì)溶液中參與電極反應(yīng)的粒子寫進電極反應(yīng)式 。1 1、氫氧燃料電池、氫氧燃料電池它是以兩根金屬鉑片插入它是以兩根金屬鉑片插入KOH溶液溶液中作電極，又在兩

25、中作電極，又在兩極上分別通入甲烷極上分別通入甲烷和氧氣。電極反應(yīng)為：和氧氣。電極反應(yīng)為：負極：負極：正極：正極：電池總反應(yīng)：電池總反應(yīng)：2O2+ 4H2O +8e-= 8OH -CH4+ 10OH -8e-= CO32- + 7H2OCH4+ 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3 H2O2、甲烷燃料電池、甲烷燃料電池分析溶液的分析溶液的pH變化。電解質(zhì)為變化。電解質(zhì)為KOH溶液溶液若用若用C2H6、CH3OH呢？呢？1 1、僅有一個電極材料參與反應(yīng)的原電池：、僅有一個電極材料參與反應(yīng)的原電池： 負極：負極：M-M-xexe= =M Mx x+ + 正極：析氫或吸氧或析出不活潑金屬正極：

26、析氫或吸氧或析出不活潑金屬2、電極材料本身均不參與反應(yīng)的電池（燃料電池）、電極材料本身均不參與反應(yīng)的電池（燃料電池） 兩電極材料均為惰性電極兩電極材料均為惰性電極 可燃性氣體在負極失電子可燃性氣體在負極失電子,助燃性氣體在正極得電子助燃性氣體在正極得電子 電極反應(yīng)考慮電解質(zhì)溶液電極反應(yīng)考慮電解質(zhì)溶液3 3、兩個電極均參與反應(yīng)的原電池（如蓄電池、兩個電極均參與反應(yīng)的原電池（如蓄電池) ) 電極材料：金屬為負極，金屬化合物為正極電極材料：金屬為負極，金屬化合物為正極 電子得失均由兩電極本身發(fā)生電子得失均由兩電極本身發(fā)生 電極反應(yīng)需考慮電解質(zhì)溶液的參與電極反應(yīng)需考慮電解質(zhì)溶液的參與 方法點撥方法點撥

27、 注意原子守恒、得失電子守恒和電荷守恒的運用注意原子守恒、得失電子守恒和電荷守恒的運用課堂練習課堂練習4、(雙選雙選)宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池，其電宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池，其電池反應(yīng)為池反應(yīng)為2H2+O2=2H2O，電解質(zhì)溶液為，電解質(zhì)溶液為KOH，反應(yīng)保持在高溫下，使反應(yīng)保持在高溫下，使H2O蒸發(fā)，正確敘述正蒸發(fā)，正確敘述正確的是：確的是： （ ）AH2為正極，為正極，O2為負極為負極B電極反應(yīng)（正極）：電極反應(yīng)（正極）：O2+2H2O+4e- =4OH-C電極反應(yīng)（負極）：電極反應(yīng)（負極）：2H2+4OH- =4H2O- 4e-D負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)負極發(fā)生氧化反應(yīng)

28、，正極發(fā)生還原反應(yīng)BD5.（雙選）氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，（雙選）氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會產(chǎn)生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池它可以取代會產(chǎn)生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是：的總反應(yīng)式是：1/2H2+NiO(OH) = Ni(OH)2根據(jù)此反應(yīng)判斷，下列敘述中正確的是（根據(jù)此反應(yīng)判斷，下列敘述中正確的是（ ）A、電池放電時，負極周圍溶液的、電池放電時，負極周圍溶液的pH不斷增大不斷增大B、電池放電時，鎳元素被氧化、電池放電時，鎳元素被氧化C、電池充電時，氫元素被還原、電池充電時，氫元素被還原D、電池放電時，、電池放電時，H2是負極是負極放電放電充電充電CD

29、課堂練習課堂練習6、有人設(shè)計出利用、有人設(shè)計出利用CH4和和O2的反應(yīng)，用鉑電極的反應(yīng)，用鉑電極在在KOH溶液中構(gòu)成原電池。電池的總反應(yīng)類似溶液中構(gòu)成原電池。電池的總反應(yīng)類似于于CH4在在O2中燃燒，則下列說法正確的是中燃燒，則下列說法正確的是 ( ) 每消耗每消耗1molCH4可以向外電路提供可以向外電路提供8mole- 負極上負極上CH4失去電子，電極反應(yīng)式：失去電子，電極反應(yīng)式： CH4 + 10 OH- 8e- = CO32- + 7 H2O 負極上是負極上是O2獲得電子，電極反應(yīng)式為：獲得電子，電極反應(yīng)式為： O2 + 2 H2O + 4 e- = 4 OH- 電池放電后，溶液電池放

30、電后，溶液pH不斷升高不斷升高 A. B. C. D.A 課堂練習課堂練習7、熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而、熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用受到重視，可用Li2CO3和和Na2CO3的熔融鹽混的熔融鹽混合物做電解質(zhì)，合物做電解質(zhì)，CO為陽極燃氣，空氣與為陽極燃氣，空氣與CO2的混合氣為陰極助燃氣，制得在的混合氣為陰極助燃氣，制得在650下工作下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：陽極反應(yīng)式：陽極反應(yīng)式：2CO+2CO32- 4CO2+4e-陰極反應(yīng)式：陰極反應(yīng)式： 總電池反應(yīng)：總電池反應(yīng)： 2CO2+O2+4e-2CO32-2CO+

31、O2=2CO2課堂練習課堂練習化學腐蝕與電化化學腐蝕與電化 腐蝕腐蝕化學腐蝕化學腐蝕電化腐蝕電化腐蝕條件條件金屬跟腐蝕性氣體或液體直接接觸金屬跟腐蝕性氣體或液體直接接觸不純金屬或合金不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象現(xiàn)象無電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)本質(zhì)金屬被氧化金屬被氧化較活潑金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，電化腐蝕更普遍兩者往往同時發(fā)生，電化腐蝕更普遍三、金屬的腐蝕及防腐蝕三、金屬的腐蝕及防腐蝕1、金屬的腐蝕：金屬或合金的表面與周圍的物、金屬的腐蝕：金屬或合金的表面與周圍的物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)或因電化學作用而遭到破壞。質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)或因

32、電化學作用而遭到破壞。說明：說明：本質(zhì)本質(zhì)是金屬原子是金屬原子失去電子被氧化失去電子被氧化的過程。的過程。析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以Fe為例）為例） 析析氫腐蝕氫腐蝕吸吸氧腐蝕氧腐蝕條件條件水膜酸性較強水膜酸性較強（pH4.3）水膜酸性很弱或中性水膜酸性很弱或中性電電極極反反應(yīng)應(yīng) 負極負極 正極正極總反應(yīng)式總反應(yīng)式O2+2H2O+4e- =4OH2H+2e- =H2Fe+2H+=Fe2+H22Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2Fe - 2e = Fe2+2、金屬的防護、金屬的防護3、金屬腐蝕速率大小、金屬腐蝕速率大小 金屬表面覆蓋保護層金屬表面覆蓋保護層 a a、非金屬材

33、料：油漆、搪瓷、陶瓷、瀝青、塑料、非金屬材料：油漆、搪瓷、陶瓷、瀝青、塑料 橡膠等橡膠等 b b、電鍍：白口鐵、馬口鐵、電鍍：白口鐵、馬口鐵 c c、鈍化：致密的氧化物薄膜、鈍化：致密的氧化物薄膜改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)：改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)：加入鎳和鉻加入鎳和鉻-不銹鋼不銹鋼電化學保護法：電化學保護法：a a、利用原電池原理、利用原電池原理犧牲陽極保護法犧牲陽極保護法 例如：船體四周鑲嵌鋅塊；鍍層破損后的白鐵例如：船體四周鑲嵌鋅塊；鍍層破損后的白鐵皮皮b b、利用電解原理、利用電解原理-陰極電保護法（外加電流陰極保陰極電保護法（外加電流陰極保護法）護法）電解池陽極原電池負極化學腐蝕電解池陽極原電池負極化

34、學腐蝕 在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：電解原理引起的腐蝕電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學化學腐蝕腐蝕有防腐措施的腐蝕有防腐措施的腐蝕 防腐措施由好到壞的順序如下：防腐措施由好到壞的順序如下：外接電源的陰極保護法外接電源的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法有有一般防腐條件的腐蝕一般防腐條件的腐蝕無防腐條件的腐蝕無防腐條件的腐蝕小結(jié)小結(jié)（1 1）若液面上升，則溶液呈）若液面上升，則溶液呈 性，性，發(fā)生發(fā)生_腐蝕腐蝕, ,電極反應(yīng)式為：電極反應(yīng)式為：負極：負極： , ,正極：正極： ； （2）若液

35、面下降，則溶液呈若液面下降，則溶液呈 性，性，發(fā)生發(fā)生 腐蝕，電極反應(yīng)式為：腐蝕，電極反應(yīng)式為： 負極：負極：_ 正極：正極： 。例例5 5、如圖、如圖, , 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：中性或堿性中性或堿性 吸氧吸氧FeFe2e2e- -FeFe2+2+O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -4OH4OH酸性酸性析氫析氫FeFe2e2e- -FeFe2+2+2H2H+ +2e+2e- -H H2 2 練習：請你根據(jù)原電池原理，寫出鋼鐵練習：請你根據(jù)原電池原理，寫出鋼鐵吸吸氧腐蝕氧腐蝕的電極反應(yīng)式的電極反應(yīng)式及及電池反應(yīng)方程式。電池反

36、應(yīng)方程式。2Fe - 4e- 2Fe2+O2 + 2H2O + 4e- 4OH-2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)24Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x) H2O進一步反應(yīng)：進一步反應(yīng)：負極：負極：正極：正極：電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：8.下列裝置暴露空氣中一段時間下列裝置暴露空氣中一段時間,鐵的腐蝕由快鐵的腐蝕由快到慢順序到慢順序 .FeFeCFeZnFeZnFeSnA(海水海水)B(海水海水)C(海水海水)D(海水海水)FeSnF(天然水天然水)E(海水海水)DE F AC B課堂練習：課堂練習：在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：在同一電解